鋼筋剝肋滾軋直螺紋連接技術試驗及其應用

張 皓

(重慶建新建設工程監(jiān)理咨詢有限公司，重慶 400000)

1 工程概況

重慶菜園壩長江大橋北引橋工程范圍:K0+478.900～K0+908.900，即P9號橋墩～P15號橋墩(含P9號橋墩)，共長430 m，橋跨布置為:(55+3×75+76+74)m;主引橋橋面全寬為23 m(2×2×3.75 m(行車道)+1.0 m(中央分隔帶)+2 ×2 ×0.5 m(路緣帶)+2 ×2.5 m(人行道))，B，D 匝道 10.5 m(2 ×3.75 m(行車道)+2×0.25 m(路緣帶)+2.5 m(人行道))。主橋采用單支薄壁連續(xù)剛構，主梁為雙箱單室等高度變截面箱梁，柱樁承臺基礎，雙矩形空心柱墩，在兩柱間設置橫梁支撐輕軌承重梁。B，D匝道采用單支薄壁連續(xù)剛構，主梁為雙箱單室等高度變截面箱梁，柱樁承臺基礎、雙矩形空心墩柱。輕軌承重梁采用變截面連續(xù)梁。

該橋合同開工日期為2003年12月28日，竣工日期為2005年10月15日。本工程工期十分緊張，為了工程下部構造必須在約半個枯水期施工完成到通常洪水面之上，故采用符合行業(yè)、地方、企業(yè)規(guī)程的等強度剝肋滾軋直螺紋接頭進行鋼筋接頭連接，確保鋼筋工程的連接質量，同時也為確保北引橋工程工期創(chuàng)造有利條件。

2 直螺紋連接套筒

1)本工程所用連接套筒的規(guī)格分為φ25 mm，φ28 mm兩種，其規(guī)格見表1。

表1 連接套筒規(guī)格

套筒入場時應用塞規(guī)進行抽樣檢測并合格。

2)連接套筒進場時應有產品合格證、質保書，并有明顯的規(guī)格標記，材料入庫后妥善保管。

3)連接套筒不能有嚴重銹蝕、油脂等影響混凝土質量的損傷或污染。

4)連接套筒內螺紋精度不得低于6級(GB 197)，表面粗糙度不得低于6.3，其余部分尺寸公差按GB 1804一般公差線形尺寸執(zhí)行，未注公差按C級執(zhí)行。

5)由于進場的鋼筋直徑公差變幅較大，接頭加工單位應對每批進場的鋼筋及時檢驗，并制作與之適配的連接套筒，確保接頭的連接質量。

3 直螺紋連接件試驗

3.1 試驗目的

鋼筋剝肋滾軋直螺紋連接技術目前在建筑行業(yè)鋼筋機械連接方面應用逐漸廣泛，相關標準有行業(yè)、地方、企業(yè)規(guī)程，這些規(guī)程規(guī)定了連接套筒的規(guī)格、長度、鋼筋絲頭加工、接頭等級等，直螺紋連接投入使用前的檢驗一般只取樣并對其單向拉伸檢測，并敘述破壞情況。為了在日常隱蔽驗收過程中能對直螺紋連接接頭的質量進行全數(shù)快速檢查，有個定量明確的檢查判斷標準。在鋼筋絲頭和套筒的螺距、牙形角一定的情況下需要連接多少個螺紋能剛好滿足合格要求。在此，以螺紋鋼HRB335 Φ25為例來證實該問題。

3.2 試驗方法

3.2.1 鋼筋原材試驗

剝肋滾軋直螺紋連接的鋼筋采用直徑為25 mm的Ⅱ級帶肋鋼筋，該鋼筋應符合現(xiàn)行國家標準GB 1499鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋的相關規(guī)定，用于剝肋滾軋直螺紋連接的鋼筋原材試驗必須合格，鋼筋母材中抽樣一組，其檢測試驗數(shù)據見表2。

表2 鋼筋原材檢測試驗數(shù)據

3.2.2 絲頭加工

鋼筋原材截取長度要滿足鉗具及測量伸長率要求，一般為10倍鋼筋直徑長度，最短不低于200 mm，本試驗取樣HRB335 Φ25鋼筋，截取長度為250 mm，鋼筋絲頭端截面應切割平整。鋼筋連接的一端絲頭長度為65 mm，有22個螺紋，完整的螺紋有20個;另一端絲頭長度為33 mm，有11個螺紋，完整的螺紋有10個。加工后檢查牙形角情況為:牙形飽滿，尾部一圈有斷牙，齒面光潔，同軸度外觀合格。

3.2.3 選擇連接件

本試驗選用一端帶45°角擴口段的擴口形套筒，其規(guī)格見表3。

表3 擴口形套筒規(guī)格

3.2.4 套筒連接鋼筋

選擇10個接頭(1個接頭組成:一個套筒、一根長250 mm及其絲頭長33 mm的鋼筋，一根長250 mm及其絲頭長65 mm的鋼筋)，先將套筒完整地旋扭套入絲頭長為65 mm的鋼筋，再將長度為33 mm的絲頭端對準并接觸套筒內鋼筋且留有2 mm～3 mm的空隙，再向33 mm長的絲頭端旋扭套筒，套住1個螺紋，同樣的操作方法制作套2個～10個螺紋的接頭，從少到多地連續(xù)排列。

3.2.5 試驗過程

從1個螺紋到10個螺紋依次作單向拉伸抗拉強度試驗，并將其抗拉強度、伸長率、破壞情況填入表4中。

表4 試驗記錄

試驗圖片見圖1，圖2。

圖1 由左至右即1絲～10絲螺紋連接排列

圖2 試驗結果破壞情況（對應排列）

3.3 試驗結論

根據表格中反映的試驗結果，說明螺距為3.0 mm的套筒及HRB335 Φ25螺紋鋼筋所組成的接頭，套筒兩端至少連接9絲螺紋才達到合格(Ⅰ級接頭)。對于HRB335 Φ28帶肋鋼筋用同樣的試驗方法得出的是至少連接10絲螺紋才達到合格(Ⅰ級接頭)。由此在鋼筋絲頭螺紋數(shù)量一定的情況下，對于短絲頭端可通過露出的螺紋數(shù)量來快速準確判斷鋼筋絲頭螺紋與套筒連接的螺紋數(shù)量是否達到Ⅰ級接頭合格的螺紋數(shù)量;對長絲頭端進行檢查，可采用量測法快速推算鋼筋絲頭連接在套筒內的螺紋數(shù)量是否達到Ⅰ級接頭合格的螺紋數(shù)量。

4 直螺紋連接施工應用

1)鋼筋剝肋滾軋直螺紋連接可用于混凝土結構中鋼筋間的任意方向和位置(垂直、水平、傾斜)的同、異直徑間的連接。

2)接頭等級的選定應符合下列規(guī)定:a.混凝土結構中要求充分發(fā)揮鋼筋強度或對接頭延性要求較高的部位，應采用Ⅰ級或Ⅱ級接頭;b.混凝土結構中鋼筋應力較高但對接頭延性要求不高的部位，可采用Ⅲ級接頭。

3)鋼筋連接套筒的混凝土保護層厚度宜符合GB 50010混凝土結構設計規(guī)范中，關于受力鋼筋混凝土保護層最小厚度的規(guī)定，且不得小于15 mm，連接件之間的橫向凈距離不宜小于25 mm。

4)結構構件中縱向受力鋼筋的接頭宜相互錯開，當多根鋼筋接頭在35d(d為被連接鋼筋中較大的直徑)范圍內時，應視為處于同一連接區(qū)段。在同一連接區(qū)段內接頭的受力鋼筋截面面積占受力鋼筋總截面面積的百分率，應符合下列規(guī)定:a.接頭宜設置在結構構件受拉鋼筋應力較小的部位，當需要在高應力部位設置接頭時，在同一連接區(qū)段內Ⅲ級接頭的接頭百分率不應大于25%;Ⅱ級接頭的接頭百分率不應大于50%;Ⅰ級接頭的接頭百分率可不受限制。b.接頭宜避開有抗震設防要求的框架梁端、柱端箍筋加密區(qū);當無法避開時，應采用Ⅰ級或Ⅱ級接頭，且接頭百分率不應大于50%。c.受拉鋼筋應力較小的部位或縱向受壓鋼筋，接頭百分率可不受限制。d.對直接承受動載荷的結構構件應采用Ⅰ級接頭，且接頭百分率不應大于50%。

5)接頭端頭距鋼筋彎曲點不得小于鋼筋直徑的10倍。

6)不同直徑鋼筋連接接頭，小端鋼筋直徑不應小于大端鋼筋直徑的0.75倍。

7)當接頭用于錨桿或裸露構件時，在非錨固區(qū)段和裸露段應進行和鋼筋相同的防腐處理。

5 施工中應注意的事項

1)直螺紋加工設備應經常檢查、維護，定期更換有關易損件，使其處于良好狀態(tài)，為螺紋加工質量提供保障。

2)操作人員應嚴格按有關操作規(guī)程進行操作，雨天及潮濕天氣注意安全用電。

3)直螺紋塑料保護套應及時安裝，鋼筋運輸、堆放、安裝過程中應避免損傷螺紋。

4)高空作業(yè)安裝墩身鋼筋接頭時，應按《建設工程安全生產管理條例》有關規(guī)定采取必要的安全防護措施。

5)所選用的鋼筋、連接套筒須合格，并相互配套。

6)絲頭加工前鋼筋端部應清潔完整，端頭截面須切割平整。

7)加工完成的鋼筋絲頭其牙形應飽滿，無斷牙、禿牙缺陷。

8)接頭連接:骨架鋼筋制作時，同編號的鋼筋端頭須在同一平面上，鋼筋籠吊裝前應預先對接，接頭內兩絲頭間應保持一定間隙(2 mm～3 mm)，避免鋼筋絲頭端頭摩擦產生熱量而影響連接質量;單根鋼筋連接時，通常兩端鋼筋不易轉動，一般采用正反絲扣型連接套筒，旋轉連接套筒，同時連接兩端鋼筋，并擰緊到位。

9)檢查連接鋼筋的外露螺紋數(shù)量，從而快速準確地判斷連接螺紋數(shù)量是否合格，不合格者應調整，無法調整者按規(guī)范采取措施加固處理。

[1]TB 10415-98，鐵路橋涵工程質量檢驗評定標準[S].

[2]JTJ 071-98，公路工程質量檢驗評定標準[S].

[3]CJJ 2-90，市政橋梁工程質量檢驗評定標準[S].

[4]公路工程試驗工程師手冊[M].北京:人民交通出版社，2004.

[5]JGJ 107-2003，鋼筋機械連接通用技術規(guī)程[S].

[6]DB 50/5027-2004，鋼筋剝肋滾軋直螺紋連接技術規(guī)程[S].

[7]Q/JS 02-2001，剝肋滾軋直螺紋鋼筋連接技術規(guī)程[S].